CN1292033C - 含甲醇的二氧化硅基cmp组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种抛光组合物，包含：(a)二氧化硅磨料，(b)甲醇，和(c)液态载体，其中抛光组合物的pH值为约1-6，抛光组合物是胶态稳定。本发明还提供了利用抛光组合物抛光含硅基介电层的基片的方法。本发明进一步提供一种使磨料与甲醇接触而稳定化抛光组合物中的二氧化硅磨料的方法。

Description

含甲醇的二氧化硅基CMP组合物
发明领域
本发明涉及包含二氧化硅磨料的CMP抛光组合物以及利用这种抛光组合物抛光基片的方法。
发明背景
用于平面化或者抛光基片表面的组合物和制备方法在现有技术中是已知的。抛光组合物(也称为抛光浆料)一般是在水溶液中含有磨料，它们是通过使表面与以抛光组合物饱和的抛光垫相接触而施加到表面上。典型的磨料包含二氧化硅、氧化铈、氧化铝、氧化锆、和氧化锡。例如，US5,527,423描述了一种化学-机械抛光金属层的方法，是使表面与抛光浆料接触，抛光浆料是在水性介质中包含高纯金属氧化物细颗粒。抛光浆料通常与抛光垫(例如抛光布或抛光圆盘)一起使用。合适的抛光垫公开于US6,062,968，6,117,000和6,126,532中，这些专利公开了具有开孔的多孔网状的烧结聚氨酯抛光垫的用途，以及US5,489,233中，公开了具有表面结构或图案的固态抛光垫的用途。另外，磨料可以掺入到抛光垫中。US5,958,794公开了固定的磨料抛光垫。
常规的抛光体系和抛光方法在平面化半导体晶片时不完全令人满意。尤其是抛光组合物和抛光垫的抛光速度或抛光的选择性比所要求的低，其在化学-机械抛光半导体表面上使用时会使表面质量变差。因为半导体晶片的性能直接与其表面的平面化性有关，因此，使用的抛光组合物和抛光方法便成为关键，它们导致高抛光效率、高选择性、高均匀性、和去除速率，高质抛光，且表面缺陷少。
由于半导体晶片的复杂性，对半导体晶片母体形成有效的抛光体系有困难。半导体晶片通常由基片组成，基片上已形成许多晶体管。集成电路是依靠化学和物理方式通过基片中和在基片上的层的图样区域连接进基片。为了生产可工作的半导体晶片，并使晶片的产率、性能和可靠性达到最佳，要求在对层下结构或外形不造成不利影响的情况下，对晶片的选择表面进行抛光。事实上，如果工艺步骤不是在充分平面化的晶片表面上进行，那么在半导体制造中会出现各种问题。
现有技术的抛光组合物中使用醇的技术是公知的。例如，US5,391,258和5,476,606公开了一种抛光组合物，所述组合物包含磨料和具有2个酸基的阴离子(例如羟基)，酸基的作用是适当地控制二氧化硅的去除速度。US5,614,444公开了一种包含有极性组分(例如一种醇)和非极性组分(例如一种烷基)的抛光添加剂的抛光组合物。抛光添加剂是用于抑制介电材料的去除速度。US5,733,819公开了一种包含氮化硅磨料、水、酸和任选的水溶性醇添加剂(例如，乙醇、丙醇、乙二醇)的抛光组合物。US5,738,800公开了一种含水抛光组合物，所述组合物包含磨料，表面活性剂，和有2个官能团(例如羟基)的络合剂，所述络合剂主要络合二氧化硅和氮化硅层。US5,770,103公开了一种包含一-、二-、或三-取代的酚化合物的抛光组合物，这些酚化合物主要增加了钛基片层的去除速度。US5,895,509公开了一种包含磨料、异丙醇、和水的抛光组合物。美国专利申请2001/0013506公开了一种抛光组合物，所述组合物包含磨料颗粒、一种氧化剂，pH约为5-11，并任选的一种有机稀释剂(例如，甲醇、乙醇、乙二醇、或丙三醇)。EP1150341A1公开了利用醇作为抛光组合物中的溶解促进剂的用途，所述抛光组合物包含成膜剂。JP11116942公开了一种抛光组合物，所述组合物包含二氧化硅、水、水溶性聚合化合物、碱、和具有1-10个醇式羟基的化合物。JP2000230169公开了一种含水抛光组合物，所述组合物包含二氧化硅、pH缓冲剂、和改进抛光速度的水溶性抛光促进剂(例如，醇)。WO98/48453公开了一种抛光组合物，所述组合物包含球形二氧化硅、氢氧化胺、和包含至多9％醇的碱液载体，其作用是提高抛光速度。WO01/84613公开了一种固定磨料制品和含水抛光组合物的用途，所述抛光组合物包含一种极性组分(例如，甲醇、乙醇等)，其主要是降低抛光组合物的表面张力，并且使疏水基片的表面具有良好的润湿性。
但是，人们仍需求另一种抛光组合物，这种组合物应具有令人满意的抛光特性，例如优异的去除速度和较少的表面缺陷。本发明试图提供这样的一种抛光组合物和制备方法。本发明的这些和其他优点通过本文的描述将变得显而易见。
发明概要
本发明提供了一种抛光组合物，包含(a)二氧化硅磨料、(b)甲醇和(c)液态载体，其中所述抛光组合物的pH值约为1-6，二氧化硅磨料与甲醇之间的相互作用使得抛光组合物具有胶态稳定性。本发明还提供了利用该抛光组合物抛光包含硅基介电层的基片的方法。本发明还进一步提供了一种通过使磨料与甲醇接触而稳定二氧化硅磨料的方法。
发明的详细描述
本发明涉及包含二氧化硅磨料、甲醇和液态载体的抛光组合物。抛光组合物的pH值为约1-6。二氧化硅磨料与甲醇之间的相互作用使抛光组合物具有胶态稳定性。
二氧化硅磨料一般选自热解法二氧化硅、胶态二氧化硅、涂覆二氧化硅的磨料颗粒、含二氧化硅的共成形颗粒(例如铝硅酸盐)、和它们的混合物。涂覆二氧化硅的磨料颗粒可以包括涂覆二氧化硅的氧化铝或涂覆二氧化硅的聚合物颗粒。含二氧化硅的共成形的颗粒一般含有约10重量％或更高的硅。抛光组合物中可以含有任何合适量的二氧化硅。抛光组合物一般包含约0.1重量％或更高(例如约0.5重量％或更多)的二氧化硅磨料。抛光组合物一般还包含约5重量％或更低(例如约2重量％或更低或约1重量％或更低)的二氧化硅磨料。
二氧化硅磨料与甲醇在酸性条件下的相互作用使得抛光组合物是胶态稳定。胶态稳定性是指随着时间仍保持磨料颗粒的悬浮性。在本发明中，如果将100ml的抛光组合物放置在100ml的量筒中，在不搅拌的情况下使之静置2小时，量筒下部50ml的颗粒浓度(例如，用[B]表示，g/ml)与量筒上部50ml的颗粒浓度(例如，用[T]表示，g/ml)的差除以磨料组合物中颗粒的初始浓度(例如，用[C]表示，g/ml)小于或等于0.5(即，{[B]-[T]}/[C]≤0.5)，那么认为抛光组合物是胶态稳定的。要求{[B]-[T]}/[C]的值小于或等于0.3，优选小于或等于0.1。
二氧化硅磨料通常的平均颗粒尺寸为约500nm或更小，例如约10-500nm。优选的，二氧化硅磨料的平均颗粒尺寸为约250nm或更小，例如约10-250nm。更优选，二氧化硅磨料的平均颗粒尺寸为约150nm或更小，例如例如约10-150nm或约10-120nm。
抛光组合物可以含有任何合适量的甲醇。甲醇的量相对于二氧化硅磨料的量应当足以形成胶态稳定的抛光组合物。抛光组合物中的甲醇量一般为约100ppm或更多(例如，约200ppm或更多)。抛光组合物中的甲醇量一般为约10000ppm或更少(例如，约6000ppm或更少，约4000ppm或更少，或约2000ppm或更少)。抛光组合物优选含有约100-1000ppm甲醇。抛光组合物更优选含有约100-800ppm甲醇。抛光组合物最优选含有约100-500ppm(例如，约100-400ppm，或约200-400ppm)甲醇。抛光组合物中的甲醇量可以与二氧化硅磨料的量有关。例如，抛光组合物中，每重量％的二氧化硅磨料可以含有约200-4000ppm(例如约200-2000ppm，或约200-1600ppm，或约200-3000ppm)的甲醇。
抛光组合物的酸性pH值为约1-6。抛光组合物的pH值优选为约1.5-5(例如，约1.5-4)。抛光组合物任选地进一步包含pH调节剂，例如氢氧化钾或氢氧化铵、无机酸或有机酸。
二氧化硅磨料在较高的pH值(例如pH6以上)下是非常稳定的。但是，在酸性pH(例如，pH低于6)下二氧化硅颗粒具有较弱的面电荷，认为存在在二氧化硅颗粒上的羟基被质子化。酸性条件下的二氧化硅颗粒更易于碰撞，导致不可逆地形成硅氧烷键和团聚。用少量甲醇处理二氧化硅磨料，使得二氧化硅磨料在较低的pH值下稳定(例如，团聚减少)。甲醇与表面硅烷醇基团在酸性条件下反应。胶态二氧化硅颗粒要比热解法二氧化硅颗粒具有更多的表面羟基数，并因此，在酸性pH值下更难以稳定。
使用液态载体有助于将二氧化硅磨料、甲醇、和任何任选的添加剂应用于待抛光(待平面化的)的合适基片。液态载体一般是含水载体，可以是单独的水，也可以包含水和合适的水混溶性溶剂，或者可以是一种乳化液。含水载体优选由水组成，更优选由去离子水组成。
抛光组合物可任选地进一步包含氧化剂。氧化剂可以是任何合适的氧化剂。合适的氧化剂包括无机和有机过-化合物、溴酸盐、硝酸盐、氯酸盐、铬酸盐、碘酸盐、铁盐和铜盐(例如，硝酸盐、硫酸盐、EDTA、和柠檬酸盐)、稀土和过渡金属氧化物(例如四氧化锇)、铁氰化钾、重铬酸钾、碘酸等。过-化合物(由Hawley′s Condensed Chemical Dictionary定义)是一种含有至少一个过氧基团(--O--O--)的化合物，或含有一种处于其最高氧化态元素的化合物。含有至少一个过氧基团的化合物的实例包括但不限于过氧化氢和其加成物，例如脲过氧化氢和过碳酸盐，有机过氧化物例如苯甲酰过氧化物、过乙酸、和二-叔-丁基过氧化物，单过硫酸盐(SO5 2-)、二过硫酸盐(S2O8 2-)、和过氧化钠。含有一种处于其最高氧化态元素的化合物的实例包括但不限于高碘酸、高碘酸盐、高溴酸、高溴酸盐、高氯酸、高氯酸盐、高硼酸、高硼酸盐和高锰酸盐。氧化剂优选是过氧化氢。
抛光组合物任选地进一步包含螯合剂或络合剂。络合剂是任何一种能够加速要去除基片层的去除速度的合适的化学添加剂。合适的螯合剂或络合剂包括例如羰基化合物(例如乙酰丙酮酸盐等)、低级羧酸盐(例如乙酸盐、芳基羧酸盐等)、具有一个或多个羟基的羧酸盐(例如，甘醇酸盐、乳酸盐、葡糖酸盐、棓酸和它们的盐等)、二-、三-、和多羧酸盐(例如草酸盐、苯二甲酸盐、柠檬酸盐、琥珀酸盐、酒石酸盐、马来酸盐、乙二胺四乙酸盐(例如，二钾EDTA)、聚丙烯酸盐、它们的混合物等)，含有一种或多种磺酸和/或膦酸基团的羧酸盐，等。合适的螯合剂或络合剂还可以包括例如二-、三-、或多元醇(例如，乙二醇、邻苯二酚、连苯三酚、单宁酸等)和含胺化合物(例如，氨、氨基酸、氨基醇、二-、三-、和聚胺等)。络合剂优选的是羧酸盐，更优选一种草酸盐。对螯合剂或络合剂的选择将取决于要去除基片层的类型。
应该清楚上述的许多化合物可以以盐(例如，金属盐、铵盐等)或酸的形式存在，或作为一种偏盐。例如，柠檬酸盐包括柠檬酸，以及它们的一-、二-、和三-盐；邻苯二甲酸盐包括邻苯二甲酸，以及它们的单盐(例如邻苯二甲酸氢钾)和二盐；高氯酸盐包括相应的酸(即高氯酸)以及它们的盐。此外，某些化合物或试剂可能具有一种以上的功能。例如，一些化合物既可以起螯合剂的作用，又可以起氧化剂的作用(例如，某些硝酸铁等)。
可按任何合适的方法制备抛光组合物。一般而言，可制备本文描述的抛光组合物和可稳定包含二氧化硅磨料和液态载体的抛光组合物，方法包括：(i)提供二氧化硅磨料，(ii)提供一种用于二氧化硅磨料的液态载体，和(iii)使二氧化硅磨料与甲醇接触，以形成一种稳定化的抛光组合物，要求其pH为约1-6。甲醇与二氧化硅磨料的接触(和相互作用)可以在抛光组合物的制备过程(或稳定化过程)中的任一合适点进行。于是，例如可以向包含二氧化硅磨料和液态载体的抛光组合物中添加甲醇。另一种方式或另外一种情况是在将二氧化硅磨料添加到液态载体中之前，使甲醇与二氧化硅磨料接触。
本文描述的抛光组合物可以用于抛光(例如，平面化)基片。抛光基片的方法包括：(i)提供一种抛光组合物，(ii)使基片与抛光组合物接触，和(iii)用抛光组合物研磨掉至少部分基片，以对基片进行抛光。在抛光基片的方法中使用抛光组合物，所述基片包括至少一介电层，基片与抛光组合物接触并研磨掉基片的至少部分介电层，以使介电层变得光亮。基片可以是任何合适的基片(例如，集成电路、存储器或硬磁盘、金属、ILD层、半导体、微电子机械系统、铁电体、磁头、聚合物膜、和低介电常数和高介电常数膜)，基片可以有任何合适的介电层(例如，绝缘层)。典型的介电层是硅基材料，例如二氧化硅。介电层还可以是一种多孔金属氧化物、玻璃、有机聚合物、氟化的有机聚合物、或任何其它合适的高κ介电层或低κ介电层。介电层优选包括氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、碳化硅、氧化铝、或介电常数为约3.5或更低的材料。基片一般还包括一层或多层的金属层或抛光终止层(例如，氮化硅)。金属例如可以是钨、铜、铝、或镍。金属优选是钨或铜。与众多的常规抛光组合物相比，本发明抛光组合物具有高抛光效率、优良的选择性、均匀性和/或去除速度，并且减少了对基片表面的腐蚀，并且基片表面的缺陷少。
本发明的抛光组合物特别适于抛光含钨基片。更具体地说，已经发现：用本发明的抛光组合物抛光的含钨基片的总表面缺陷比采用类似的抛光组合物但不含甲醇抛光的基片的总缺陷为少。特别是，本发明的抛光组合物的腐蚀缺陷少，颗粒残余低，金属线和绝缘层(例如氧化物层)上形成的缺陷少。本发明的抛光组合物也大大减少了钨的成核量。尽管我们不希望受到任何特定理论的制约，但是，认为总缺陷量的降低，部分是由于甲醇与二氧化硅磨料之间的相互作用引起的。还认为钨成核缺陷的减少，部分是由于甲醇与基片表面上的钨的相互作用的结果。
下面的实施例旨在进一步说明本发明，当然不应该认为是对本发明范围的任何限制。
实施例1
本实施例说明用甲醇处理的二氧化硅颗粒在酸性pH值下是胶态稳定的。
将含有水和1.72重量％的胶态二氧化硅磨料(Akzo Nobel Bindzil 50/80TM二氧化硅)的抛光组合物装入100ml试管内，在pH2.3下放置2周以上。抛光组合物1A(对照)不含添加剂。抛光组合物1B和1C(本发明)分别含有150ppm和750ppm甲醇。抛光组合物1D和1E(对照)分别含有150ppm和750ppm乙醇。抛光组合物1F和1G分别含有150ppm和750ppm三甲基氢氧化铵。抛光组合物1H和1I分别含有150ppm和750ppm氨。抛光组合物1J和1K分别含有150ppm和750ppm硝酸铝。2周结束时，纪录每种抛光组合物沉降的磨料颗粒的体积(按ml计)和100ml试验管上部透明溶液的体积(按ml计)。抛光组合物二氧化硅磨料的总体积为7ml。在这些实施例中，沉降物的体积大于7ml，颗粒体积增大是由于吸收的添加剂分子间相互排斥造成的。结果概括于表1中。
表1：
  抛光组合物   添加剂   沉降物体积   上部透明溶液
  1A   无   6.5   93.5
  1B   150ppmMeOH   2   6
  1C   750ppmMeOH   0   3
  1D   150ppmEtOH   2.5   8
  1E   750ppmEtOH   2.5   8
  1F   150ppm[Me3NH]OH   9   50
  1G   750ppm[Me3NH]OH   13   87
  1H   150ppm氨   5.5   12
  1I   750ppm氨   4   10
  1J   150ppmAl(NO3)3   13   87
  1K   750ppmAl(NO3)3   6.5   93.5
表1结果表明：含有甲醇的二氧化硅磨料基抛光组合物(抛光组合物1B和1C)在酸性条件下呈胶态稳定性。类似的不含甲醇的二氧化硅磨料基抛光组合物(抛光组合物1A和1D-1K)，例如不含添加剂或含有乙醇、三甲基氢氧化铵、氨、或硝酸铝，则呈现出较低的胶态稳定性，由沉降物体积增大所证明。
实施例2
本实施例说明用甲醇处理过的二氧化硅颗粒在酸性条件下是胶态稳定的。
将含有水和1.72重量％的胶态二氧化硅磨料(Akzo Nobel Bindzil 50/80TM二氧化硅)的抛光组合物装入100ml试管内，在pH2.3下放置1周以上。抛光组合物2A(对照)不含醇添加剂。抛光组合物2B-2H(本发明)分别含有50、100、250、500、750、1500和2500ppm甲醇。1周结束时，纪录每种抛光组合物沉降的磨料颗粒的体积(按ml计)和100ml试管上部透明溶液的体积(按ml计)。抛光组合物二氧化硅磨料的总体积为7ml。结果概括于表2中。
表2：
  抛光组合物   甲醇(ppm)   沉降物体积   上部透明溶液
  2A   0   6.5   93.5
  2B   50   1   7
  2C   100   0   3
  2D   250   0   3
  2E   500   0   3
  2F   750   0   3
  2G   1500   0   3
  2H   2500   1   3
表2结果表明：含有甲醇的二氧化硅磨料基抛光组合物(抛光组合物2B-2H)在酸性条件下呈胶态稳定性，与类似的不含甲醇的二氧化硅磨料基抛光组合物(抛光组合物2A)不同。
实施例3
本实施例说明含有二氧化硅磨料和甲醇的抛光组合物产生的腐蚀较低。
采用不同的抛光组合物(抛光组合物3A-3C)在类似条件下抛光含有钨和氧化物层的类似图形形成的基片。抛光组合物3A-3C分别含有水，1.5重量％热解法二氧化硅和4重量％H2O2。抛光组合物3A(对照)不含甲醇。抛光组合物3B和3C(本发明)分别含有250ppm和750ppm甲醇。使用每种抛光组合物抛光钨的图案基片。测定每种抛光组合物清除钨图案特性的时间以及在50％线密度(0.35μm的线，间距0.35μm)、72％线密度(0.9μm的线，间距0.35μm)和83％线密度(2.5μm的线，间距0.5μm)范围内的氧化物腐蚀。结果概括于表3中。
表3：
  抛光组合物   甲醇(ppm)   清除的时间(s)   50％腐蚀(埃)   72％腐蚀(埃)   83％腐蚀(埃)
  3A   0   141   538   464   1770
  3B   250   119   305   282   1550
  3C   750   136   431   383   1704
表3结果表明：含有二氧化硅磨料和甲醇的抛光组合物与不含甲醇的类似抛光组合物相比，在酸性pH值条件下清除的时间更快，产生的腐蚀少。
实施例4
本实施例说明含有二氧化硅磨料和甲醇的抛光组合物产生的腐蚀较低。
采用不同的抛光组合物(抛光组合物4A-4D)在类似条件下抛光含有钨和氧化物层的类似的形成图案的基片。抛光组合物4A和4B含有水、1.5重量％热解法二氧化硅和4重量％H2O2。抛光组合物4C和4D含有水、0.5重量％热解法二氧化硅和4重量％H2O2。抛光组合物4A和4C(对照)不含甲醇。抛光组合物4B和4D(本发明)含有600ppm甲醇。使用每种抛光组合物抛光钨基片。测定采用每种抛光组合物抛光基片时在基片的3个区域内出现氧化物腐蚀的量(按埃计)，所述3个区域是指50％线密度(0.35μm的线，间距0.35μm)、72％线密度(0.9μm的线，间距0.35μm)和83％线密度(2.5μm的线，间距0.5μm)的范围。抛光结果概括于表4中。
表4：
  抛光组合物  甲醇(ppm)   50％腐蚀(埃)   72％腐蚀(埃)   83％腐蚀(埃)
  4A  0   570   505   1695
  4B  600   376   372   1796
  4C  0   498   453   1251
  4D  600   404   231   1186
表4结果表明：含有二氧化硅磨料和甲醇的抛光组合物在酸性pH值下产生的腐蚀比不含甲醇的类似抛光组合物的低。
实施例5
本实施例说明当采用本发明的抛光组合物抛光含钨基片时，出现的钨成核缺陷比不含甲醇的类似抛光组合物的少。
采用6种不同的抛光组合物(抛光组合物5A-5F)在类似条件下抛光含有钨和氧化物层的类似的形成图案的基片。抛光组合物5A不含甲醇，抛光组合物5B-5F与抛光组合物5A相同，但是它们分别含有170、250、290、500和750ppm的甲醇。采用抛光组合物5A抛光36次，测定由抛光组合物造成的平均钨成核缺陷。利用一种AIT 2检测系统(KLA-Tencor，San Jose，Califomia)测定每种基片上的钨成核缺陷。这些测定结果概括于表5中。
表5：
  抛光组合物   甲醇浓度   钨成核缺陷
  5A   无   192
  5B   170ppm   92
  5C   250ppm   90
  5D   290ppm   70
  5E   500ppm   109
  5F   750ppm   141
表5结果表明：采用本发明抛光组合物抛光的含钨基片出现的钨成核缺陷比用类似的不含甲醇的抛光组合物抛光的基片上出现的少。
所有的参考文献，包括本文提到的出版物、专利申请和专利在某种程度上引入本文供参考，就像单独和特别说明每篇参考文献一样引入供参考，并且在本文中引入其全部内容。
在描述本发明内容(特别是下列权利要求的内容)时使用的术语“一种”和“该”和类似的术语被认为是涵盖了一种和多种情况，除非在本文中另有说明，或上下文中有明显不一致时。术语“包含”、“具有”、“包括”和“含有”被认为是开放式的术语(即指“包括但不限于此”)，除非另有说明。本文列举的数值范围仅仅是为了简明起见，每个单独的数值各自落入该范围内，除非本文另外指明，每个单独的数值就象本文单独提到的一样引入说明书中。本文描述的所有方法可以按任何合适的顺序进行，除非本文另外指明或上下文有明显不一致时。本文提供的任何和全部实施例，或示例语言(例如，“例如”)仅仅是指更好地说明本发明，而不是对本发明范围的限制，除非另有要求。应该看到说明书中没有对实施本发明所必需的任何未要求的环节进行描述。
本文描述了本发明的优选实施方案，包括实施本发明时发明人知道的最好方式。对于本领域普通技术人员来说，在阅读了上面的说明书后，对这些优选实施方案的改变应该是显而易见的。本发明人期望熟练的技工能够根据需要利用这种改变，而且本发明人的目的是实施除本文中具体描述的以外的发明。因此，按照适用法律允许的，本发明包括本文所附权利要求书中所述主题的所有的改变和等同物。另外，本发明包括了在所有可能进行的改变中上述环节的各种组合，除非本文另有说明或是上下文明显不一致的。

Claims (16)

1.一种抛光组合物，包含：
(a)二氧化硅磨料，
(b)甲醇，和
(c)液态载体，
其中抛光组合物的pH值为1-6，二氧化硅磨料与甲醇之间的相互作用使抛光组合物呈胶态稳定性，其中甲醇的存在量为100-1500ppm。
2.根据权利要求1的抛光组合物，其中二氧化硅磨料选自热解法二氧化硅、胶态二氧化硅、涂覆二氧化硅的磨料颗粒和它们的混合物。
3.根据权利要求1的抛光组合物，其中抛光组合物具有的pH值为1.5-4。
4.根据权利要求1的抛光组合物，其中液态载体包含水。
5.根据权利要求1的抛光组合物，其中甲醇的存在量为100-800ppm。
6.根据权利要求1的抛光组合物，其中二氧化硅磨料的存在量为0.5-5重量％。
7.根据权利要求1的抛光组合物，其中相对于每重量％的二氧化硅磨料，甲醇的量为200-3000ppm。
8.根据权利要求5的抛光组合物，其中相对于每重量％的二氧化硅磨料，甲醇的量为200-1600ppm。
9.根据权利要求1的抛光组合物，其中组合物进一步包含一种氧化剂。
10.根据权利要求1的抛光组合物，其中组合物进一步包括一种络合剂。
11.一种抛光基片的方法，包括：(i)使包含硅基层的基片与权利要求1的抛光组合物接触，和(ii)用抛光组合物研磨掉至少部分的基片，以抛光该基片。
12.根据权利要求11的方法，其中基片进一步包括钨层。
13.根据权利要求11的方法，其中基片进一步包括铜或镍层。
14.根据权利要求11的方法，其中硅基层是二氧化硅，并且基片进一步包括氮化硅层。
15.一种稳定化含二氧化硅磨料和液态载体的抛光组合物的方法，包括：(i)提供一种二氧化硅磨料，(ii)提供一种用于二氧化硅磨料的液态载体，和(iii)使二氧化硅磨料与甲醇接触，以形成一种稳定化的抛光组合物，其中甲醇的存在量为100-1500ppm。
16.根据权利要求15的方法，其中抛光组合物的pH值为1-6。
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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW591089B (en) * 2001-08-09 2004-06-11 Cheil Ind Inc Slurry composition for use in chemical mechanical polishing of metal wiring
US6953389B2 (en) * 2001-08-09 2005-10-11 Cheil Industries, Inc. Metal CMP slurry compositions that favor mechanical removal of oxides with reduced susceptibility to micro-scratching
US6682575B2 (en) * 2002-03-05 2004-01-27 Cabot Microelectronics Corporation Methanol-containing silica-based CMP compositions
US7677956B2 (en) * 2002-05-10 2010-03-16 Cabot Microelectronics Corporation Compositions and methods for dielectric CMP
TWI244498B (en) * 2003-11-20 2005-12-01 Eternal Chemical Co Ltd Chemical mechanical abrasive slurry and method of using the same
JP2006278522A (ja) * 2005-03-28 2006-10-12 Seimi Chem Co Ltd 半導体集積回路装置用研磨剤、研磨方法および半導体集積回路装置の製造方法
KR100816651B1 (ko) * 2006-03-31 2008-03-27 테크노세미켐 주식회사 제올라이트를 함유하는 구리 화학 기계적 연마 조성물
US7998866B2 (en) * 2006-09-05 2011-08-16 Cabot Microelectronics Corporation Silicon carbide polishing method utilizing water-soluble oxidizers
US8192644B2 (en) * 2009-10-16 2012-06-05 Fujifilm Planar Solutions, LLC Highly dilutable polishing concentrates and slurries
KR20150099718A (ko) * 2012-12-25 2015-09-01 제이에스알 가부시끼가이샤 화학 기계 연마용 수계 분산체 및 화학 기계 연마 방법
US9127187B1 (en) * 2014-03-24 2015-09-08 Cabot Microelectronics Corporation Mixed abrasive tungsten CMP composition
US9303190B2 (en) * 2014-03-24 2016-04-05 Cabot Microelectronics Corporation Mixed abrasive tungsten CMP composition
WO2016158324A1 (ja) * 2015-03-30 2016-10-06 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物
WO2017208667A1 (ja) * 2016-06-03 2017-12-07 富士フイルム株式会社 研磨液、及び化学的機械的研磨方法
US10792785B2 (en) * 2016-06-07 2020-10-06 Cabot Microelectronics Corporation Chemical-mechanical processing slurry and methods for processing a nickel substrate surface
US20190153262A1 (en) * 2017-11-20 2019-05-23 Cabot Microelectronics Corporation Composition and method for polishing memory hard disks exhibiting reduced surface scratching
CN113881349B (zh) * 2021-09-01 2022-10-21 上海工程技术大学 用于碳化硅晶片硅表面化学机械抛光的抛光液及抛光方法

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5391258A (en) 1993-05-26 1995-02-21 Rodel, Inc. Compositions and methods for polishing
US5489233A (en) 1994-04-08 1996-02-06 Rodel, Inc. Polishing pads and methods for their use
US5527423A (en) 1994-10-06 1996-06-18 Cabot Corporation Chemical mechanical polishing slurry for metal layers
US5614444A (en) 1995-06-06 1997-03-25 Sematech, Inc. Method of using additives with silica-based slurries to enhance selectivity in metal CMP
US5958794A (en) 1995-09-22 1999-09-28 Minnesota Mining And Manufacturing Company Method of modifying an exposed surface of a semiconductor wafer
DE69611653T2 (de) * 1995-11-10 2001-05-03 Tokuyama Corp., Tokuya Poliersuspensionen und Verfahren zu ihrer Herstellung
EP0786504A3 (en) 1996-01-29 1998-05-20 Fujimi Incorporated Polishing composition
US5738800A (en) 1996-09-27 1998-04-14 Rodel, Inc. Composition and method for polishing a composite of silica and silicon nitride
JPH10166258A (ja) 1996-12-06 1998-06-23 Tadahiro Omi 研磨剤組成物
US5954997A (en) * 1996-12-09 1999-09-21 Cabot Corporation Chemical mechanical polishing slurry useful for copper substrates
JPH10273648A (ja) * 1997-03-28 1998-10-13 Fuji Photo Film Co Ltd 研磨液
US6126532A (en) 1997-04-18 2000-10-03 Cabot Corporation Polishing pads for a semiconductor substrate
WO1998047662A1 (en) 1997-04-18 1998-10-29 Cabot Corporation Polishing pad for a semiconductor substrate
US6322600B1 (en) 1997-04-23 2001-11-27 Advanced Technology Materials, Inc. Planarization compositions and methods for removing interlayer dielectric films
US5770103A (en) 1997-07-08 1998-06-23 Rodel, Inc. Composition and method for polishing a composite comprising titanium
JP4115562B2 (ja) 1997-10-14 2008-07-09 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物
US6190237B1 (en) 1997-11-06 2001-02-20 International Business Machines Corporation pH-buffered slurry and use thereof for polishing
US6117000A (en) 1998-07-10 2000-09-12 Cabot Corporation Polishing pad for a semiconductor substrate
TW512170B (en) 1998-07-24 2002-12-01 Ibm Aqueous slurry composition and method for polishing a surface using the same
JP2000144109A (ja) 1998-11-10 2000-05-26 Okamoto Machine Tool Works Ltd 化学機械研磨用研磨剤スラリ−
EP1150341A4 (en) 1998-12-28 2005-06-08 Hitachi Chemical Co Ltd MATERIALS FOR METAL POLLING LIQUID, METAL POLISHING LIQUID, THEIR PRODUCTION AND POLISHING METHOD
TW428023B (en) 1999-02-09 2001-04-01 Ind Tech Res Inst Polishing slurry
JP4075247B2 (ja) * 1999-09-30 2008-04-16 Ｊｓｒ株式会社 化学機械研磨用水系分散体
US6579929B1 (en) 2000-01-19 2003-06-17 Bridgestone Corporation Stabilized silica and method of making and using the same
TWI296006B (zh) * 2000-02-09 2008-04-21 Jsr Corp
KR20020093991A (ko) 2000-04-28 2002-12-16 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니 반도체 웨이퍼의 표면 개질 방법
JP4123685B2 (ja) * 2000-05-18 2008-07-23 Ｊｓｒ株式会社 化学機械研磨用水系分散体
JP2002064071A (ja) * 2000-06-09 2002-02-28 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd シリコンウエハー鏡面研磨用研磨板およびシリコンウエハーの鏡面研磨方法
US6682575B2 (en) * 2002-03-05 2004-01-27 Cabot Microelectronics Corporation Methanol-containing silica-based CMP compositions

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